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1、1 1、知道什么是电容器，认识常见的电容器。2 2、了解平行板电容器的充放电过程。3 3、理解电容的定义，理解决定电容大小的因素。4 4、会解两种电容器的题型。 第1页/共36页第2页/共36页VCDVCD部分线路板第3页/共36页第4页/共36页问题: : 电容器到底是什么样的元件？ 它的作用、构造、原理是什么？ 本节课就要研究这些问题。第5页/共36页2 2、构造：在两个相距很近的平行金属板中间夹上一层绝缘物质，就组成了一个最简单的电容器，叫平行板电容器。其实，任何两个彼此绝缘又互相靠近的导体，都可以看成一个电容器。 一、电容器 两个极板（导体）电介质（绝缘材料）1 1、概念：储存电荷和电
2、能的元件+ + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -极板电介质第6页/共36页3.3.两种工作状态: :充电: : 两极板与电源相连, ,使电容器带电的过程. .放电: :用导线与两极板相连, ,使电容器两极板上的电荷中和的过程. .第7页/共36页电容器充电实验第8页/共36页电容器放电实验第9页/共36页 + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - -+Q+Q-Q-Q电容器工作时，它的两块金属板的相对表面总是分别带上等量异种电荷，一般把任何一个极板所带的电荷量Q Q的绝对值叫做电容器的电荷量. .4. 4
3、. 电容器所带的电荷量Q:Q:第10页/共36页小结：电容器的充放电电容器的充电 充电：使电容器的两个极板带上等量异种电荷的过程. . 存在瞬间充电电流I I, ,电量QQ, ,板间电压U UC C, ,板间电场E,E,电源能量电场能, ,充电结束时U UC C= =充电电压. .电容器的放电 放电：使电容器两极板上的电荷中和的过程. . 存在瞬间放电电流I I, ,电量QQ, ,板间电压U UC C, ,板间电场E E, ,电场能其他形式的能, , 放电结束时U UC C=0.=0.第11页/共36页hhABCQh水量深度S 截面积类比电容水量 VhVh电量 QUQU探究：如何描述电容器容纳
4、电荷的本领？QCU第12页/共36页1 1、定义：电容器所带电荷量Q Q与两极板间电势差U U的比值。2 2、定义式： 或者UQCUQC 3 3、物理意义：C C是表示电容器容纳电荷本领的物理量 4 4、单位： 在国际单位制中单位是法拉（F F） 1F=1C/V1F=1C/V 1F=10 1F=10-6-6F 1F=10F 1F=10-12-12F F5 5、对电容的理解用比值法定义物理量的特点：不能说电容C C与电量Q Q成正比，与电压U U成反比。二、电容器的电容第13页/共36页解解: :1)1)2)2)仍是仍是2 21010-7-7 F. F.3)3)仍是仍是2 21010-7-7 F
5、. F.例题：某一电容器，当所带电量为4 41010-6-6C C，两极板间的电势差为20V20V时，求1 1）电容器的电容. .2 2）当所带电量减半时，电容器的电容为多少? ?3 3）如果电容器不带电呢？F10220104UQC76第14页/共36页三、平行板电容器的电容问题1 1：平行板电容器自身的内部结构因素，应该包括哪些呢？两极板的大小，用面积S S表示两极板间的距离d d两极板间的电介质问题2 2：如何探究电容C C跟这些因素间的关系？第15页/共36页探究决定平行板电容器电容大小的影响因素第16页/共36页结论： 平行板电容器的电容与两极板的正对面积S S成正比, ,与两极板间的
6、距离d d成反比, ,并跟板间插入介质的介电常数成正比. .物理意义: : 平行板电容器的电容由电容器本身的结构(S(S、d d、)决定, ,与Q Q 、U U无关. .决定式：SC4 kd第17页/共36页从构造上看，可分为固定电容器和可变电容器 1 1、固定电容器根据材料不同，常见的有：聚苯乙烯电容器、陶瓷电容器 、电解电容器 （电容比较大，有极性） 固定电容器四、常用电容器陶瓷电容器第18页/共36页问题：请分析可变电容器的变容原理。可变电容器2 2、可变电容器第19页/共36页定义式定义式适用于任何电容器适用于任何电容器C C与与Q Q、U U无关无关决定式决定式只适用于平行板电容只适
7、用于平行板电容器器反映反映C C的决定因的决定因素素电容器以两片导体为极板，中间隔以电介质构成。电容C C是描述电容器容纳电荷本领的物理量。UQC 小 结：SC4kd第20页/共36页1.1.电容2.2.击穿电压：加在电容器两极板上的电压不能超过某一限度，超过这个限度，电介质将被击穿，电容器损坏，这个极限电压称为击穿电压。3.3.电容器的额定电压：电容器正常工作时的最大电压. . 额定电压低于击穿电压电容器的性能指标第21页/共36页1 1、平行板电容器充电后，切断与电源的连接，在这种情况下，如果增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的电势差U U，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强E
8、E各如何变化？如果减小两极板间的正对面积S S，那么，两极板间的电势差U U，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强E E各如何变化？思考与讨论（1 1）第22页/共36页解题关键：电容器充电后与电源断开，Q Q保持不变d d增加4SCkdC C减小U=Q/CU=Q/CU U增加E E不变S S减小4SCkdC C减小U=Q/CU=Q/CU U增加E=U/dE=U/dE E增加分析分析4kQES第23页/共36页2 2、平行板电容器充电后，继续保持电容器的两极板与电源相连接。在这种情况下，如果增大两极板间的距离d d，那么，两极板间的电势差U U，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强E E各
9、如何变化？如果减小两极板间的正对面积S S，那么，两极板间的电势差U U，电容器所带的电量Q Q，两极板间的场强E E各如何变化？思考与讨论（2 2）第24页/共36页d d增加4SCkdC C减小Q=C UQ=C UQ Q减小E=U/dE E减小S S减小4SCkdC C减小Q=C UQ=C UQ Q减小E=U/dE=U/dE E不变解题关键：电容器始终与电源连接，U U保持不变。第25页/共36页1.1.一个平行板电容器，电容为200200pFpF，充电后两板间的电压为100V100V，电容器带电量为_C_C，断开电源后，将两板间距离减半，两板间的电压为_V_V2 21010-8-8505
10、0第26页/共36页2.2.如图所示是描述对给定的电容器充电时电量Q Q、电压U U、电容C C之间相互关系的图像，其中正确的是 ( ( ） A B C D0CQCUQUCQ000BCDBCD第27页/共36页3.3.两块大小、形状完全相同的金属平板平行放置构成一平行板电容器。与它相连的电路如图所示，接通开关S S，电源即给电容器充电（ ）MNSA.A.保持S S接通，减小两极板间的距离，则两极板间电场的电场强度减小B.B.保持S S接通，在两极板间插入一块介质，则极板上的电荷量增大C.C.断开S S，减小两极板间的距离，则两极板间的电势差减小D.D.断开S S，在两极板间插入一块介质，则两极
11、板间的电势差增大BCBC第28页/共36页4.4.如图所示，平行金属板如图所示，平行金属板A A、B B组成的电容器，充电后与静组成的电容器，充电后与静电计相连电计相连. .要使静电计指针张角变大要使静电计指针张角变大, ,下列措施中可行的是下列措施中可行的是（ ） A.A.将将A A板向上移动板向上移动 B.B.将将B B板向右移动板向右移动 C.C.将将A A、B B之间充满电介质之间充满电介质 D.D.将将A A板放走部分电荷板放走部分电荷ABABAB第29页/共36页ABC.ABC. 电容器充电后与电源切断联系电容器充电后与电源切断联系, ,电量电量Q Q不变不变. .UQC kdSC
12、4D.D.C C不变不变讨论问题讨论问题, ,先看先看常量常量, ,再看变量再看变量. . ( (S S、d d) )的的变化变化C C的变化的变化U U的变化的变化Q Q变小变小UQC Q Q不变不变U U变小变小第30页/共36页5.5.传感器是把非电学量传感器是把非电学量( (如速度、温度、压力等如速度、温度、压力等) )的变化转换成的变化转换成电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。电学量变化的一种元件，在自动控制中有着相当广泛的应用。如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属如图所示是一种测定液面高度的电容式传感器的示意图，金属芯线与导电液体形成一个电容器，
13、从电容芯线与导电液体形成一个电容器，从电容C C大小的变化就能反大小的变化就能反映液面的升降情况，两者的关系是映液面的升降情况，两者的关系是( ) ( ) A.CA.C增大表示增大表示h h增大增大 B.CB.C增大表示增大表示h h减小减小 C.CC.C减小表示减小表示h h减小减小 D.CD.C减小表示减小表示h h增大增大ACAC导电液体导电液体金属芯线金属芯线电介质电介质h第31页/共36页kdSC4h h增大增大S S增大增大正对面正对面积增大积增大、d d不变不变C C增大增大非电学量非电学量电学量电学量传感器传感器第32页/共36页一、电容器1.1.任何两个彼此绝缘又相互靠近的导体都可以看成电容器。2.2.电容器的充电：电容器与电源相连，电源能量电场能电容器的放电：电容器与导线相连，电场能其他形式能二、电容 1.1.定义式: : 2. 2.单位：法拉F 1F=10F 1F=106 6F=10F=101212pFpFQCUQU物理意义: :C C与Q Q、U U无关, ,由电容器本身结构决定. .第33页/共36页三、平行板电容器的电容决定式 四、电容器使用时注意的问题 工作电压额定电压 击穿电压物理意义: :C C由、S S、d d决定. .SC4kd第34页/共36页海浪为劈风斩浪的航船饯行，为随波逐流的轻舟送葬。第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页